第5章植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)

第1節(jié)植物生長素溫故：生長素的發(fā)現(xiàn)過程知新：生長素的合成、運(yùn)輸、分布達(dá)爾文詹森拜爾溫特尖端產(chǎn)生某種影響影響可以向下傳遞影響在下部分布不均勻，造成彎曲生長影響是一種促進(jìn)生長的物質(zhì)，命名為生長素分離并鑒定生長素為IAA進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)PAA和IBA化學(xué)本質(zhì)二、生長素的合成、運(yùn)輸與分布1.生長素的合成①生長素主要的合成部位：芽、幼嫩的葉和發(fā)育中的種子②可由色氨酸經(jīng)過一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樯L素色氨酸吲哚乙酸2.生長素的運(yùn)輸生長素的運(yùn)輸方式在胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中在成熟植物組織中①極性運(yùn)輸②非極性運(yùn)輸僅限于胚芽鞘、幼莖、幼根的薄壁細(xì)胞之間的短距離單方向運(yùn)輸。逆濃度運(yùn)輸。和其他光合產(chǎn)物一樣，通過韌皮部的長距離運(yùn)輸。根尖、芽尖等生長素產(chǎn)生部位③橫向運(yùn)輸在胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中，生長素只能從_____________運(yùn)輸?shù)絖____________，而不能反過來運(yùn)輸，也就是只能單方向運(yùn)輸，稱為_______運(yùn)輸。極性運(yùn)輸是一種______運(yùn)輸。形態(tài)學(xué)上端形態(tài)學(xué)下端極性主動(dòng)①極性運(yùn)輸Ⅰ.內(nèi)容生長素①極性運(yùn)輸Ⅱ、形態(tài)學(xué)上端與形態(tài)學(xué)上端形態(tài)學(xué)上端形態(tài)學(xué)下端形態(tài)學(xué)上端abcdefb相對(duì)于a為形態(tài)學(xué)下端，相對(duì)于c為形態(tài)學(xué)上端。e相對(duì)于d為形態(tài)學(xué)上端，相對(duì)于f為形態(tài)學(xué)下端。Ⅲ.影響因素遺傳因素決定Ⅳ.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證為了檢測生長素的運(yùn)輸方向，某人做了如下實(shí)驗(yàn)，取一段玉米胚芽鞘，切去頂端2mm，使胚芽鞘不再產(chǎn)生生長素。在上端放一塊含有生長素的瓊脂(胚芽鞘形態(tài)學(xué)上端朝上)。過一段時(shí)間檢測，發(fā)現(xiàn)下端的瓊脂塊逐漸有了生長素。根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果，此人得出以下結(jié)論：①下端瓊脂塊的生長素來自上端的瓊脂塊②生長素的胚芽鞘內(nèi)只能由形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的下端。Ⅳ.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證討論1.這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是否嚴(yán)密？為什么？不嚴(yán)密，沒有考慮胚芽鞘倒過來放置時(shí)的情況。2.從實(shí)驗(yàn)結(jié)果到結(jié)論之間的邏輯推理是否嚴(yán)謹(jǐn)？為什么？結(jié)論2不嚴(yán)謹(jǐn)。沒有實(shí)驗(yàn)證明生長素不能從形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)上端。3.如果要驗(yàn)證上述結(jié)論，應(yīng)該如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案？應(yīng)該增加一組胚芽鞘形態(tài)學(xué)上端朝下的實(shí)驗(yàn)，以研究生長素能不能從形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)上端。思考·討論如何檢測下端的瓊脂塊中是否接收到生長素？方案1：將A瓊脂塊中的生長素用放射性同位素標(biāo)記。一段時(shí)間后檢測下端的瓊脂塊中是否含有放射性。方案2：將下端的瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘一側(cè)，一段時(shí)間后觀察胚芽鞘是否向?qū)?cè)彎曲。在_______組織中，生長素可以通過___________進(jìn)行非極性運(yùn)輸。②非極性運(yùn)輸生長素的非極性運(yùn)輸和其他有機(jī)物的運(yùn)輸沒有區(qū)別。成熟輸導(dǎo)組織單側(cè)光、重力、離心力等單一方向刺激根尖、芽尖等生長素產(chǎn)生部位向光側(cè)→背光側(cè);遠(yuǎn)地側(cè)→近地側(cè)③橫向

運(yùn)輸發(fā)生部位運(yùn)輸方向影響因素生長素運(yùn)輸總結(jié)發(fā)生部位運(yùn)輸方向影響因素跨膜方式運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸胚芽鞘、芽、幼葉和幼根從形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端遺傳因素決定在成熟組織中通過輸導(dǎo)組織進(jìn)行單側(cè)光、重力等單一方向刺激根尖、芽尖等生長素產(chǎn)生部位向光側(cè)→背光側(cè);遠(yuǎn)地側(cè)→近地側(cè)發(fā)生部位運(yùn)輸方向影響因素極性運(yùn)輸非極性運(yùn)輸橫向運(yùn)輸單側(cè)光、重力等單一方向刺激根尖、芽尖等生長素產(chǎn)生部位向光側(cè)→背光側(cè);遠(yuǎn)地側(cè)→近地側(cè)橫向運(yùn)輸判斷以下各組中的胚芽鞘的生長情況A組①直立生長，②向光彎曲生長；說明胚芽鞘的尖端是感光部位。B組①直立生長，②向光(小孔)彎曲生長；說明向光性的產(chǎn)生需要單側(cè)光照射。C組①向右彎曲生長，②直立生長，③向光彎曲生長；④向光彎曲生長，說明生長素能透過瓊脂塊。D組①直立生長，②向左彎曲生長。E組①直立生長，②向光彎曲生長，③向小孔彎曲生長。向左彎曲生長直立生長3.生長素的分布生長素在植物各器官中都有分布，但相對(duì)集中分布在生長旺盛的部位，如：_________、_____和______的分生組織、形成層、發(fā)育中的種子和果實(shí)等處。胚芽鞘芽根尖而趨向衰老的組織和器官中生長素含量極少。植物各部分生長素含量比較：(1)合成部位＜積累部位，如頂芽＜側(cè)芽、

分生區(qū)＜伸長區(qū)（2）生長旺盛的部位＞衰老部位，

如根尖分生區(qū)＞老根三、生長素的生理作用1.生長素的作用方式生長素不起催化作用，不為細(xì)胞提供能量，而是給細(xì)胞傳達(dá)信息，起著調(diào)節(jié)細(xì)胞生命活動(dòng)作用?；虮磉_(dá)生長素首先與細(xì)胞內(nèi)某種蛋白質(zhì)——生長素受體特異性結(jié)合，引發(fā)細(xì)胞內(nèi)一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程，進(jìn)而誘導(dǎo)特定基因的表達(dá)，從而產(chǎn)生效應(yīng)。2.生長素的作用①細(xì)胞水平促進(jìn)細(xì)胞伸長生長向光側(cè)背光側(cè)生長素誘導(dǎo)細(xì)胞分化等作用②器官水平影響器官的生長和發(fā)育如促進(jìn)側(cè)根和不定根的發(fā)生影響花、葉和果實(shí)發(fā)育等思考：生長素在細(xì)胞水平上起的作用，與在器官水平上發(fā)揮的作用有什么關(guān)系？生長素在細(xì)胞水平上發(fā)揮作用是在器官水平上發(fā)揮作用的基礎(chǔ)思考·討論

植物生長素的作用特點(diǎn)下圖所示是科學(xué)家研究不同濃度生長素對(duì)植物不同器官的作用得到的結(jié)果討論：1.“促進(jìn)”或“抑制”的作用效果是與哪一組別對(duì)比得到的？“促進(jìn)”或“抑制”，是相對(duì)于生長素處于最低濃度時(shí)各器官的生長速度而言，當(dāng)生長素濃度過高而“抑制”生長時(shí)，器官表現(xiàn)為生長速度減慢，甚至生長停滯。2.對(duì)于同一器官來說，生長素的作用與濃度有什么關(guān)系？一般表現(xiàn)為較低的濃度時(shí)促進(jìn)生長，在濃度過高則抑制生長。思考·討論

植物生長素的作用特點(diǎn)3.對(duì)于不同的器官來說，生長素促進(jìn)生長的最適濃度

相同嗎？對(duì)于不同的器官來說，生長素促進(jìn)生長的最適濃度不同。思考·討論

植物生長素的作用特點(diǎn)3.植物生長素的作用特點(diǎn)生長素所發(fā)揮的作用，因濃度、植物細(xì)胞的成熟程度情況和器官的種類不同而有較大的差異。①濃度低濃度(促進(jìn))：________，高濃度(抑制)：________。0~D大于D——兩重性:促進(jìn)和抑制①濃度0~B表示：_________________________________________，B~D表示：___________________________________________大于D表示：________________________________________。隨著生長素濃度增大，促進(jìn)作用逐漸增大隨著生長素濃度增大，促進(jìn)作用逐漸減弱隨著生長素濃度增大，抑制作用逐漸增大在0~D范圍內(nèi)，除了B之外，促進(jìn)作用相同時(shí)，都有兩個(gè)不同生長素濃度。③器官的種類根的低濃度芽的低濃度莖的低濃度對(duì)生長素敏感程度：根＞芽＞莖②植物細(xì)胞的成熟程度情況對(duì)生長素的敏感程度：幼嫩細(xì)胞＞成熟細(xì)胞④不同種類的植物對(duì)生長素的敏感程度：雙子葉植物＞單子葉植物雙子葉植物單子葉植物雙子葉植物單子葉植物應(yīng)用：用一定濃度的生長素類似物作為除草劑。小麥、玉米、水稻是單子葉植物，而其中的雜草往往是雙子葉植物。除草劑濃度范圍4.頂端優(yōu)勢①概念：植物頂芽優(yōu)先生長，而側(cè)芽生長受到抑制的現(xiàn)象。原理：側(cè)芽對(duì)生長素濃度敏感頂芽(生長素）→少→促進(jìn)側(cè)芽(生長素)極性運(yùn)輸

→

多→

抑制頂芽產(chǎn)生的生長素逐漸向下運(yùn)輸，枝條上部的側(cè)芽附近生長素濃度較高。由于側(cè)芽對(duì)生長素濃度比較敏感，因此它的發(fā)育受到抑制，植株因而表現(xiàn)出頂端優(yōu)勢。4.頂端優(yōu)勢——體現(xiàn)兩重性體現(xiàn)兩重性頂芽優(yōu)先生長，而側(cè)芽受到抑制的現(xiàn)象。保留頂芽去掉頂芽去掉頂芽后放置含生長素的羊毛脂4.頂端優(yōu)勢應(yīng)用：a.解除頂端優(yōu)勢：可以增產(chǎn)，調(diào)節(jié)植株形態(tài)等棉花摘心、黃瓜(煙草)打頂果樹整枝、園藝修剪、移栽促進(jìn)根系發(fā)育。去掉頂芽后，側(cè)芽附近的生長素來源暫時(shí)受阻，濃度降低，于是抑制就被解除，側(cè)芽萌動(dòng)、加快生長4.頂端優(yōu)勢b.維持頂端優(yōu)勢：側(cè)芽生長素濃度自然界的植株呈寶塔形，可以充分利用陽光。高低生長快慢慢快離頂芽越近的側(cè)芽，生長素濃度越高，生長越慢，離頂芽越遠(yuǎn)的側(cè)芽，生長素濃度越低，生長越快。應(yīng)用：4.頂端優(yōu)勢頂芽1側(cè)芽2側(cè)芽3知識(shí)拓展：根的向地性、莖的背地性（重力影響）原理：根對(duì)生長素敏感AB←生長素少←生長素多←生長較快←生長較慢遠(yuǎn)地側(cè)近地側(cè)向地生長重力1、根的向地性體現(xiàn)兩重性能體現(xiàn)生長素的兩重性2、莖的背地性原理：莖對(duì)生長素不敏感背地生長遠(yuǎn)地側(cè)近地側(cè)→→生長素少→生長較慢生長素多→生長較快重力CD注意：不能體現(xiàn)生長素的兩重性3、莖(或胚芽鞘)向光性尖端①②③④生長素較多尖端下段(向光側(cè))生長較快生長素較少生長較慢極性運(yùn)輸尖端下段(背光